Instalación y Mantenimiento de Calentadores Solares Ángel Marroquín de Jesús [email protected]

Nuevo Vallarta, Nayarit 27 de junio del 2013.

PONENTE

Ángel Marroquín de Jesús Ing. Electricista Instituto Tecnológico de Oaxaca

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Autor de más de 80 artículos a nivel nacional relacionados con temas de la ingeniería eléctrica y las energías renovables.

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Ha publicado artículos, capítulos de libros y libros a nivel internacional.

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Amplia experiencia en la impartición de cursos de capacitación a empresas.

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Agente capacitador externo reconocido por la Secretaria del Trabajo y Previsión Social, con número MAJA 7210011X4-0005

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Miembro del Registro Conacyt de Evaluadores Acreditados

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Especialista en Energía Renovable

M en C. en Ingeniería Eléctrica Instituto Tecnológico de Morelia Dr. en Tecnología Avanzada CICATA-IPN Unidad Querétaro Posdoctorado en Materiales Compuestos CINVESTAV-IPN Campus Juriquilla

Contenido o índice 1. Descripción y materiales 2. Diagrama del calentador 3. Partes del calentador solar 4. Efecto termosifon 4. Instalación 5. Mantenimiento 6. Conclusiones

¿Qué es un calentador solar? Equipo foto térmico capaz de utilizar la energía térmica del sol para el calentamiento de agua sin utilizar ningún tipo de combustible; consta de un sistema absorbedor (colector) que puede ser de tubos de cobre, tubos al vacío, que captan la radiación solar y la transforman en calor.

El agua caliente se almacena en un termotanque el cual incluye una capa de poliuretano para evitar la perdida del calor. El agua puede incrementar su temperatura hasta unos 70°C, con una radiación promedio de 850 W/m2.

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Tanque externo Capa de poliuretano de 50 mm Tanque interno Empaques de hule Tubo evacuado Alimentación de agua fría Salida de agua caliente Base metálica Respiradero Barra de magnesio Soportes de plástico

Materiales • Termotanque: Tanque interno, poliuretano, tanque externo, empaque. • Estructura y soporte. • Tubos colectores solares • Tornillos • Barra de magnesio • Jarro de aire

Tubo al vacío • Hecho de Borosilicato, resiste el impacto de un granizo de hasta 2.5 cm de diámetro y el otro interno, hecho del mismo material pero recubierto con nitrato de cobre que proporciona una excelente absorción de calor y evita l a reflexión de la luz.

Descripción y materiales El sistema funciona por efecto termosifón, es decir el agua pierde densidad y peso por lo que tiende a ascender de manera natural dentro del termotanque, mientras que el agua fría tiende a descender hasta los tubos al vacío ya que tiene mayor densidad y peso.

Instalación Se monta sobre la estructura cuidando que los tornillos laterales embonen en las molduras.

Después de colocar el tanque es el momento de posicionar los tubos de acuerdo con la siguiente figura.

Para la orientación en la colocación del calentador se necesita una Brújula.

El cliente que compra sin conocimiento, el espacio para instalación es muy reducido, el calentador quedo “viendo” hacia el poniente, colocarlo hacia el sur le causaba sombra la pared de enfrente. El cliente no quería que se viera el tinaco rotoplas, por que decía que tiraban balazos a los tinacos.

Sólo somos dos en la casa.

Instalado en el cuarto piso…..

Instalación Depende de las características de la instalación si es necesario utilizarlas y en su caso el número de ellas. Toda la tubería deberá ir en ¾” ya sea en CPVC, cobre , Pex-Al-Pex o Tubo-Plus.

“Ecotécnica” “Ecotecnia” “Ecotecnología” La aplicación de conceptos ecológicos mediante una técnica determinada para lograr una mayor concordancia con la naturaleza. Calefacción solar, Reciclado de las aguas grises, Energía eólica, Captación pluvial . .

Limpieza de tubos evacuados…

El DIT informa sobre los modelos aprobados, así como las principales características de los materiales con el que están fabricados que permiten una durabilidad superior al plazo de amortización. También informa las condiciones de instalación y de operación, así como del suministro de accesorios complementarios (como el aislamiento para las tuberías), que sirven para verificar su correcta colocación en las viviendas.

http://www.conae.gob.mx/wb/CONAE/CONA_lista_de_proveedores_HV

Calentador de placa plana, capacidad del termotanque, 360 litros de agua, instalado en Morelia, Mich. 13 de enero del 2008, al vivir en una zona cerca de construcciones nuevas, el cliente comenta: “ Cuando limpio la cubierta (acumulación de polvo) siento que calienta más”.

Calentador solar instalado el día 12 de enero del 2008. Morelia, Mich. Placa absorbedora con película selectiva, el calentador carecía de barra de magnesio.

Calentadores instalados en serie, Ciudad Tres Marías, Morelia, Mich.

Altura del tinaco rotoplas al piso 2.5 metros, se sugiere levantar unos pilares de 90 cm. Para que la altura disminuya a 1.60 m. El cliente no quiso colocar otro tinaco a un costado del calentador para no encarecer la obra.

Sistema con pilares, cemento, ladrillo “coladito” por aquello de los vientos… Bien anclado.

Resistente a los granizos… bueno no tan grandes por favor.. ¿Como te fue compadre?…

Resistente a los granizos… bueno no tan grandes por favor.. ¿Como te fue compadre?…

Pero….. No todo es miel sobre hojuelas….

Placa plana vs tubos evacuados… ¿Quien ganará?…

Normatividad NMX-ES-001-NORMEX-2005 ENERGIA SOLAR- RENDIMIENTO TÉRMICO Y FUNCIONALIDAD DE COLECTORES SOLARES PARA CALENTAMIENTO DE AGUA- MÉTODOS DE PRUEBA Y ETIQUETADO. (Voluntaria) NMX-ES-002-NORMEX-2007 ENERGIA SOLAR - DEFINICIONES Y TERMINOLOGIA (Voluntaria) NMX-ES-003-NORMEX-2008 ENERGIA SOLAR - REQUERIMIENTOS MÍNIMOS PARA LA INSTALACIÓN DE SISTEMAS SOLARES TÉRMICOS, PARA CALENTAMIENTO DE AGUA (Voluntaria) Proyecto NMX-ES-004-NORMEX ENERGÍA SOLAR - EVALUACIÓN TÉRMICA DE SISTEMAS SOLARES PARA CALENTAMIENTO DE AGUA – MÉTODO DE PRUEBA (Voluntaria)

NORMA AMBIENTAL PARA EL DISTRITO FEDERAL NADF-008-AMBT2005 QUE ESTABLECE LAS ESPECIFICACIONES TÉCNICAS PARA EL APROVECHAMIENTO DE LA ENERGÍA SOLAR EN EL CALENTAMIENTO DE AGUA EN ALBERCAS, FOSAS DE CLAVADOS, REGADERAS, LAVAMANOS, USOS DE COCINA, LAVANDERÍA Y TINTORERÍA. (Obligatoria)

• Instalador certificado por el organismo CONOCER, ayuda, perjudica, o todo lo contrario…..

Investigación aplicada

Caso de estudio 1 1 de febrero del 2010, el cliente reporta lo siguiente: “El calentador solar no sirve, no calienta, por motivos de trabajo se atendío hasta el día 5 de febrero, el cliente se quejo con el fabricante” Se realiza inspección, se drena el equipo, verificando que sale muy poca agua y deja de fluir.

Disección del calentador solar Después de agregar vinagre con agua, introducirle aire a presión, no salía el agua por el otro extremo, se decide cortar el cabezal.

Al momento del corte se observa que escurre un líquido blanco, como agua con cal.

Esta situación se presentó en el cabezal inferior y superior, (residuos de CaCO3) carbonatos de calcio.

Se realiza limpieza utilizando una tramo de alambrón, se limpian los cabezales y posteriormente se hacen perforaciones en los 7 tubos de cobre y se retira todo el residuo, se lava con agua y vinagre, se unen las tuberías y se regresa al cliente. A la fecha el calentador no ha presentado problema. Se recomendó la instalación de un filtro, drenarlo cada 2 meses, limpiar la cubierta de policarbonato, cada dos semanas.

Mantenimiento Conjunto de técnica y acciones que son destinadas a conservar o restablecer equipos, dispositivos, instalaciones o edificaciones que se encuentran sujetas a acciones de mantenimiento (SP: sistemas productivos), con la finalidad de que estos puedan cumplir con un servicio determinado de una manera eficiente y eficaz, durante el mayor tiempo posible y con el máximo rendimiento.

Objetivo del mantenimiento Seria principalmente mantener los equipos, dispositivos e instalaciones en condiciones normales de operación de manera que estos logren cumplir con las funciones para las cuales fueron diseñados o creados. Tomando en cuenta la producción, la calidad y un costo global óptimo.

Mantenimiento de un CSA • Limpieza de tubos o policarbonato cada 3 meses. • Las partes metálicas pueden ser limpiadas con una franela y aceite W40 para evitar corrosión, cada 6 meses. • Revisión de barra de magnesio, cada 6 meses. • Drenado de termotanque, desconecte la entrada de agua fria con mucho cuidado, el agua puede salir caliente cada 6 meses. • Revisión de empaques, cada 6 meses. • Daño de un tubo, reportar a su distribuidor.

Conclusiones • El sistema de calentamiento solar esta formado por cuatro elementos, captador solar, termotanque, sistema para la recirculación y distribución de la misma, sistema de control para asegurar el buen funcionamiento. • Las aplicaciones más importantes son el calentamiento de agua entre 27°C y 30°C (agua para piscinas), 30°C y 75°C para los servicios de calentamiento en general.

• Hasta el momento se han instalado en nuestro país mas de un 1,665,502 m2 de acuerdo con la ANES (2010). • Calentamiento de agua para albercas, hoteles, clubes deportivos, casas habitación, hospitales, sector agropecuario e industrias. • La certificación de los instaladores, la buena calidad de los productos harán que esta industria alcance un crecimiento significativo en los próximos años. • Planes de pago, financiamiento, puntos a atender para lograr una mayor penetración en el mercado.